Переработка камня на щебень

Для производства кубовидного щебня из абразивных горных пород используют машины-грануляторы. Щебень с повышенным содержанием плоских и игольчатых зерен пропускают через машины, где улучшается их форма. При этом происходит некоторое измельчение щебня, что ведет к уменьшению выхода готового родукта на 15—20%. В качестве гранулятора ВНИИнеруд рекомендует дробилки типа ОЦД-бОс и ОЦД-100 с уменьшением числа оборотов ротора до 200— 400 об/мин. Выход щебня кубовидной формы достигает 80—85%. После грануляции щебень вторично сортируют на грохотах, очищают и направляют на склад.

Повысить выход щебня кубовидной формы можно и с помощью щековых и конусных дробилок, установив автоматический регулятор питания. Опытным путем устанавливают оптимальную величину разгрузочной щели дробилок с учетом получения щебня хорошего качества и максимального его выхода. При этом нельзя допускать чрезмерного изной рифлений дробящих плит.

Схема КДЗ должна предусматривать установку на последней стадии дробления среднеконусных или корОткоконусных дробилок мелкого дробления с большой параллельной зоной дробления. Степень дробления должна быть не более 2,2—3,5.

Высокое содержание лещкдных зерен в щебне резко ухудшает прочностные показатели асфальто- и цементобетонных смесей, приводит к перерасходу вяжущих, ГОСТ 8267—64 ограничивает содержание лещадок 15%. Фактически эта цифра бывает в 1,5—2 раза выше.

Получить кубообразный щебень из малоабразивных пород прочностью до 1500 кгс/см2 можно в роторных дробилках ударного действия, например СМД-75 (рис. 3.7). Обладая большой выработкой (до 150 т/ч), дробилка дает мелкий. щебень 5—20 мм при максимальных кусках загружаемого материала до 300 мм. Камень неабразивных пород можно дробить прочностью до 2000 кгс/см2. Исходный материал подается в загрузочное окно 1 корпуса 2 дробилки. При вращении ротора с жесткоукрепленными билами 8 материал сползает на наклонную плиту навстречу быстровращающемуся ротору и дробится билами. Раздробленный материал через щель между билами и отбойной плитой попадает во вторую, а затем в третью камеры, где дробится, ударяясь о вторую и третью отбойные плиты. Готовый щебень через щель между ротором и третьей отбойной плитой попадает в течку под дробилкой и на разгрузочный транспортер. С целью быстрой регулировки (изменения) зернового состава щебня нижний конец плит_ соединен тягами с механизмами регулирования зазора между плитами и окружностью вращения бил.

Механизмы расположены на задних стенках корпуса дробилки, являются одновременно буферными устройствами. При попадании недробимых предметов буфера амортизируют и плиты отклоняются от ротора в сторону задних стенок корпуса дробилки. Чтобы предотвратить попадание в дробилку крупных недробимых предметов, перед дробилкой следует установить магнитный сепаратор. Выработка дробилки и зерновой состав готового щебня зависят от прочности породы, размера кусков, скорости вращения ротора и от положения, плит относительно ротора. Выработка машин увеличивается при дроблении мелких кусков слабых горных пород и больших зазорах между окружностью вращения бил и плитами. Выходящий из дробилки щебень будет мельче при меньшей прочности камня, большем количестве оборотов ротора и наименьших зазорах: между окружностью вращения бил и плитами. С учетом регулировок число оборотов ротора можно менять: 410, 580, 735, 915 об/мин.

Гравий

Гравием называют каменные обломки пород крупностью от 5 иногда от 30 до 70 мм (иногда более). Преобладающими породами, из которых состоят зерна гравия, являются граниты, гнейсы, диабазы, известняки, песчаники.

Стандарт предусматривает следующие марки гравия по показателю дробимости, которым ориентировочно соответствуют интервалы пределов прочности при сжатии горных пород.

Наиболее окатанными обычно бывают зерна гравия в руслах рек и на побережьях морей (галька) — до формы яйца или овального диска — с гладкой поверхностью, с которой цементный камень в бетоне имеет плохое сцепление. Из-за недостаточного сцепления гравий, как правило, не применяется в бетонах с пределом прочности выше 30 МПа. Крупные фракции гравия используют для дробления на щебень.

В ряде случаев гравий благодаря округлой форме зерен предпочтительнее щебня, например, если по условиям производства работ необходимо получить подвижную, наиболее удобоукладываемую бетонную смесь.

Гравий должен применяться в виде следующих фракций, раздельно дозируемых при приготовлении бетона: 5... 10; 10... 20; 20... 40; 40... 70 мм. Допускается использование гравия фракций 3... 10 мм, а для гидротехнического бетона также 40... 80 и 80... 120 мм. Кроме того, допускается поставка гравия в виде смеси двух фракций, например 5...20 мм.

1.1 Добыча и фракционирование гравия

Гравий чаще всего добывают вместе с песком при разработке песчано-гравийных месторождений. Массовая доля гравия в песчано-гравийных смесях составляет в среднем 30... 40%.

При разработке месторождений добытая песчано-гравийная смесь подвергается сортировке с отделением песка и разделением гравия по крупности зерен на предусмотренные стандартом фракции.

Добыча песчано-гравийных смесей и мягких горных пород осуществляется одно - и многоковшовыми экскаваторами, а также гидроразработкой. При большой толщине пласта горной породы работы ведут на нескольких уступах, на каждом из которых может находиться несколько забоев. Их число зависит от мощности карьера и фронта работ. Расположение забоев зависит от используемого горнодобывающего оборудования. Одноковшовые экскаваторы обычно применяют в торцевых забоях с боковой погрузкой породы, с поворотом стрелы экскаватора не больше 90, что обеспечивает его наибольшую производительность. Многоковшовые экскаваторы, а в отдельных случаях драглайны движутся вдоль уступа, вырабатывая породу по его откосу.

Для сортировки песчано-гравийной смеси используют грохоты, процесс разделения сыпучей смеси по крупности зерен называют грохочением. Для грохочения необходимо движение смеси по ситу. Иногда это достигается установкой грохотов под углом, превышающим угол естественного откоса смеси. В этом случае смесь движется самотеком. Такие грохоты называют неподвижными. В большинстве случаев используют подвижные грохоты, на которых процесс сортировки интенсифицируется.

Наибольшим живым сечением, а следовательно, и производительностью отличаются проволочные плетеные сита, однако их недостаток в сравнительно быстром износе. Размеры отверстий в ситах и решетах задают с таким расчетом, чтобы зерна, которые требуется отсеять из смеси, свободно проходили через них, а это зависит от скорости движения зерен по решету, его уклона и толщины. Например, если нужно отсеять зерна до 40 мм, то размер квадратных отверстий можно принять при горизонтальном расположении грохота 42 мм, а при наклонном (20°) — 45 мм и т. д. Чем больше размер отверстий, тем вероятнее, что все зерна мельче заданного предела пройдет сквозь сито и не останутся в крупной фракции. Но при этом возможно засорение мелкой фракции, крупными зернами. Выбирают оптимальный вариант, но на полное разделение смеси рассчитывать нельзя. Этим и вызваны допуски в стандартах: в песке допускается до 5 или 10% гравия, а в гравии — до 10% песка. На практике уложиться в эти пределы не всегда удается. Для сортировки гравия используют подвижные грохоты различной конструкции. Наибольшее применение нашли плоские грохоты, которые по характеру движения делятся на две группы: качающиеся и вибрационные.

1.2 Обогащение гравия

Гравий часто не соответствует требованиям стандарта по содержанию слабых зерен, т. е. содержит их более 10%. Кроме того, остальные зерна гравия также не равнопрочны. Сортировка гравия по прочности зерен позволила бы выделить некоторую часть для использования в неответственных сооружениях, а оставшийся высокопрочный гравий можно было бы применить в качестве заполнителя более эффективно. Такой процесс обогащения гравия, а также и щебня можно осуществить косвенно несколькими способами: разделением по упругим свойствам, трению, плотности зерен и т. д.

Исходный гравий с помощью питателя распределяется монослоем (т. е. слоем в одно зерно) и сбрасывается вниз. Падая с определенной высоты на наклонную стальную плиту, зерна гравия в силу своей упругости отскакивают от нее под различным углом отражения, на отскакивают дальше, слабые — ближе и собираются, в отдельные бункера. Конечно, при этом значителен элемент случайности: дальность отскока зерен определяется не только их упругостью, но и формой, крупностью (отличающейся даже в пределах стандартной фракции) и тем, как зерно ударяется о плиту (плашмя или же ребром, углом). Но все же вероятность попадания слабых зерен в бункер обогащенного гравия мала. Промышленный опыт свидетельствует о достаточной эффективности такого обогащения.

Простейшим приемом обогащения с использованием различия сил трения отдельных зерен является применение наклонных плоскостей, устанавливаемых несколько круче угла естественного откоса обогащаемого материала. В зависимости от скорости движения по наклонной плоскости зерна попадают в определенный бункер.